临床营养的发展与创新
摘 要
临床营养理念和技术的发展与创新,特别是影像组学及人工智能等多学科交叉的兴起,以及最新临床研究结果的出现,不断优化着营养治疗在疾病治疗中的应用策略。准确的营养评估,多样化的营养制剂,全程、多模态的营养治疗,以及智能化的依从性管理,能够有效提升营养治疗的临床效果。如何个体化、精准化地实施营养治疗尚需进一步研究。
随着医学技术的发展与治疗理念的进步,营养治疗已成为疾病治疗的重要部分,甚至是主要手段。从早期的单纯营养补充发展至今,营养治疗不再仅是补充营养素,还兼具疾病治疗作用,并贯穿疾病治疗全过程。营养治疗理念更加强调早期发现营养不良,及时补充能量及营养素的同时改善机体功能,促使患者加速康复并获得更好的生活质量与预后。近年来营养治疗技术飞速更新,营养评估工具搭载先进的人工智能与生物科学技术,营养治疗的途径与制剂日趋多元化,不断优化着营养治疗策略。此外,远程诊疗系统特别是人工智能的发展使患者与营养治疗团队沟通更加有效,进一步提升营养治疗效果。
一、临床营养理念的更新
1.多模态营养治疗:营养治疗在临床实践中至关重要。它通过有效途径为患者补充每日必需的营养素与能量,在维持机体正常新陈代谢的同时帮助患者抵抗疾病消耗并快速康复。长久以来,单纯补充营养底物被视为营养治疗的唯一作用,然而近年来研究结果显示,营养治疗具有疾病治疗效果。例如富含ω-3多不饱和脂肪酸等的免疫增强型营养制剂有助于改善肿瘤患者临床结局[1],而肠内营养则是控制炎性肠病进展的重要治疗方式。
此外,营养治疗的理念与应用范围也在逐渐拓展,目标人群不再局限于已确诊营养不良的患者,而是注重早期营养筛查、早期干预。近年来不少研究结果显示,恶性肿瘤患者在确诊营养不良或癌性恶病质前已存在机体代谢增强、能量摄入减少的情况,需要早期接受营养治疗。治疗手段也从单一的补充营养底物发展为结合体能锻炼及心理治疗的多模态营养治疗。研究者对结肠癌患者开展多模态营养治疗后发现,接受体能锻炼、营养治疗、心理治疗与戒烟治疗的患者术后并发症发生率及严重程度均降低,且术后恢复情况较对照组更理想,提示多模态营养治疗有助于加速术后恢复并改善预后[2]。近年来临床工作者致力于研发营养不良预测模型,探索最适合患者的体能锻炼方案并关注患者的心理健康,以期在疾病早期识别可能发展为营养不良的高风险人群并尽早给予多模态营养治疗。
2.全程营养治疗:当前的营养治疗不再局限于在院治疗阶段,而是将营养治疗拓展至院外,使营养筛查、评估与干预的管理模式贯穿于疾病的全过程。以外科患者为例,从确诊疾病起即可开始营养筛查和评估,对部分营养不良患者进行营养预康复,在术前改善机体代谢平衡与营养状态,提高患者手术耐受能力,加快术后康复[3]。围手术期遵循加速康复外科理念,降低手术创伤应激,术后尽早恢复进食并下床活动,帮助患者早日康复出院。随着营养治疗技术的发展与制剂的改善,实施家庭营养治疗所需条件逐渐完备,患者得以在出院后继续在院期间的营养治疗[4]。由临床医师、专科护士、营养师、物理治疗师及社区工作者等组成的专业营养治疗团队,也可通过便携电子设备远程指导患者在出院后继续开展营养治疗,帮助其进一步改善营养状态,快速回归社会并改善生活质量与长期预后。
二、营养不良及相关表型诊断的更新
1.营养不良:营养不良是营养治疗的前提,但目前仍缺乏诊断营养不良的金标准。2018年9月,由欧洲临床营养与代谢协会(European Society for Clinical Nutrition and Metabolism,ESPEN)、美国肠外与肠内营养学会、亚洲肠外与肠内营养学会及拉丁美洲肠外与肠内营养学会联合发布全球(营养)领导层倡议营养不良(Global Leadership Initiative on Malnutrition,GLIM)诊断标准,该标准从疾病表型与病因两类指标出发,对患者进行营养不良的诊断与严重程度分级[5]。GLIM 标准自提出以来,在不同国家、不同医疗场所、不同人群中得到广泛应用,显示出良好的准确性,且能够较好地预测患者短期和长期临床结局[6, 7]。中华医学会肠外肠内营养学分会最新发布的《中国成人患者肠外肠内营养临床应用指南(2023版)》建议使用GLIM标准诊断营养不良[8]。GLIM诊断标准推荐了多种骨骼肌质量评估工具,其中双能X线吸收测定法与生物电阻抗法评估骨骼肌指数相对精准,但受限于仪器等因素未在国内广泛开展临床实践。小腿围、臂围和握力检测的操作简单,在国内应用较广泛,但评估机体组成相对困难,目前仍需开展针对国人的验证与应用,进一步探索适合我国人群的营养不良定义及指标界值。
2.肌少症:肌少症是一种以骨骼肌丢失与结构功能障碍为主要表现的营养不良相关性疾病,常见于老年人及慢性疾病患者。2019年,肌少症的亚洲和欧洲标准相继更新,欧洲老年人肌少症工作小组诊断标准通过标准化公式,以肌力为标准,筛查出可能患肌少症的患者,采用CT、双能X线吸收测定法等工具确诊,最终使用体能表现指标评估严重程度[9]。亚洲恶病质工作小组则建议在社区和医院使用不同的公式筛查可能存在肌少症的患者,并通过肌力、体能表现及骨骼肌质量等指标进行肌少症的诊断与分级[10]。既往学界未将肥胖与肌少症联系起来,但近来研究者发现,肥胖患者存在骨骼肌质量下降与脂肪浸润。ESPEN与欧洲肥胖研究协会于2022年正式发布了肥胖性肌少症的诊断流程,在体重指数和腰围过高的患者中筛查,通过改良的骨骼肌功能评估与机体组成检测明确肌少症的诊断与分级[11]。我国肌少症诊断与治疗尚处于起步阶段,需要进一步加强对肥胖性肌少症患者的诊断与管理。
3.恶病质:恶病质多发生于恶性肿瘤的难治阶段,既往研究者多采用Fearon等[12]在2011年提出的恶病质诊断标准,以体重丢失、低体重指数和骨骼肌丢失为诊断恶病质的主要指标。但该标准并不适用于所有人群,且确诊的患者多存在严重的营养不良,预后较差。为了更早地发现存在恶病质的患者并尽早干预,亚洲恶病质工作小组于2023年组织相关专家,基于亚洲人群的相关研究和实践经验,制定并发布了适合亚洲人群的恶病质诊断标准。如患者符合以下3条标准即可诊断恶病质:(1)存在潜在疾病;(2)3~6个月体重下降>2%或体重指数<21 kg/m2;(3)满足以下任何一项:①主观症状:厌食;②客观检测:握力下降;③生化指标:C反应蛋白升高[13]。该恶病质诊断标准的验证研究结果显示,新标准诊断的胃肠道恶性肿瘤恶病质患者术前营养状态差,术后并发症发生风险高,预后差,能较好地反映胃肠道恶性肿瘤恶病质患者的恶病质状态[14]。此外,为更早期发现癌性恶病质并准确分期,多个早期预测和分期工具应运而生[15, 16]。近期笔者团队依据临床常用指标建立了癌性恶病质风险预测模型和分期系统,以期有效指导癌性恶病质的早期、精准治疗[17, 18]。
三、营养评估的准确化
1.影像组学:既往临床实践中,体重丢失、体重指数、臂围、肌力和白蛋白等指标常用于判断患者的营养状况,然而上述指标无法准确评估机体组成情况,难以早期发现营养不良患者。生物电阻抗法、双能X线吸收测定法等可反映全身机体组成及营养代谢状况,但因检查流程复杂及仪器昂贵等并未在临床实践中广泛应用。随着影像学技术的发展,CT图像的精确度与清晰度逐步提高,可通过影像学软件识别骨骼肌等不同软组织。由于CT在目前临床中广泛应用,CT影像组学越来越多地用于外科患者营养不良的临床实践与研究[19, 20]。人工智能软件可自动获取全层或5~10 mm层厚的单层影像学图像,根据不同组织密度参考值范围,识别圈画目标组织并获得该层面骨骼肌等软组织的面积,计算骨骼肌指数等机体组成指标,以发现正常体重指数或肥胖患者是否存在骨骼肌丢失,并尽早干预[21, 22]。随着人工智能在医学领域应用的飞速发展,国内外学者陆续开发了基于影像学资料和病史的智能营养不良风险筛查工具,自动评估患者营养状态并预警存在营养不良及其风险的患者,帮助营养治疗小组更早发现高危患者并及时干预。
2.生物学指标:骨骼肌丢失是营养不良的重要表现,而代谢紊乱发生在机体组成变化前,营养不良相关生物学指标反映各组织器官合成代谢及全身状态,有助于早期识别营养不良高风险患者,合理有效地调整营养治疗方案。除了白蛋白、体重指数等既往已在临床常规检测的生物学指标外,血清前白蛋白、转铁蛋白、肌酐、尿素氮及其比值等代谢相关标志物的应用也具有重要参考意义。近年来研究者发现了不少营养不良及代谢紊乱相关指标;笔者团队研究发现,血清肌酐与胱抑素C的比值与胃肠道肿瘤患者肌少症及肌肉脂肪变性密切相关,可作为诊断与预后评估的新生物学指标[23];Dong等[24]研究发现,血清胰岛素样生长因子结合蛋白2的升高与胰腺导管腺癌患者骨骼肌丢失相关,提示糖代谢等生物代谢相关标志物异常有可能成为营养不良的生物学指标。除与机体代谢相关的生物学指标外,外周血淋巴细胞、C反应蛋白、IL-6、肿瘤坏死因子α等炎性指标升高提示机体炎症及免疫反应增强,与营养不良密切相关[25];由于亚洲恶病质工作小组将恶病质定义为一种与炎症反应密切相关的代谢综合征,因此炎性指标也是营养不良重要的生物学指标,被纳入恶病质诊断标准[13]。
3.多组学分析:随着科学技术的发展,基因测序、质谱分析、类器官培养及基因组编辑技术的应用逐渐普及,营养基因组学应运而生。通过发现新单核苷酸多态性位点、拷贝数变异及各种基因产物的改变,营养基因组学从转录组、蛋白组、代谢组等多个层面分析全身营养状态与微生物、免疫反应及多器官交互作用的关联,使精准营养治疗成为可能[26, 27]。我们在最新研究中使用16S RNA测序发现,癌性恶病质患者肠道菌群紊乱,产丁酸盐菌群减少,与癌性恶病质骨骼肌萎缩的发生发展密切相关[28]。后续营养基因组学研究的深入开展也将为精准化营养治疗提供更有力的技术支持。
四、临床营养治疗技术的发展
1.营养通路:随着科学技术的发展,营养治疗的给药通道及辅助设备均在不断完善,营养治疗的过程更加有效、安全、简便。肠内营养通过鼻胃管或鼻肠管进行管饲,具有符合生理、价格低廉等优势,是不少患者首选的营养治疗途径,但应用初期多因速度快、温度低等出现腹痛、腹泻等症状。自动加热器、肠内营养输注泵可调节营养液温度与输注速度,帮助患者逐步建立耐受,有效改善了这一现象。对于需要长期肠内营养的患者,导管压迫摩擦易造成黏膜损伤等并发症,经皮内镜下胃造瘘术、经皮内镜下空肠造瘘术或穿刺针导管空肠造口术建立经皮营养通道,使患者耐受长期肠内营养[29]。不少患者因消化道梗阻和短肠综合征等疾病导致消化吸收障碍,肠外营养是开展营养治疗的唯一途径。与外周静脉途径相比,中心静脉途径可容纳大容量高渗液体,避免外周静脉炎的发生,且留置时间久、无须反复多次穿刺,是肠外营养开展的主要途径。经外周静脉置入中心静脉导管是长期肠外营养的主要静脉通道,与中心静脉导管相比,感染、渗液及其他导管相关并发症发生率较低,近年来在临床上广泛应用。植入式静脉输液港则完全置于皮下,暴露于体外的部分更少,护理周期更长,但由于其价格昂贵,目前多用于同时行周期性化疗的肿瘤患者而非单独使用[30]。
2.远程诊疗:随着全程营养治疗理念的推广,多模态营养治疗的受益患者日渐增多,营养治疗不再仅仅局限于医院等医疗场所,越来越多的患者开始家庭营养治疗,但在缺乏临床工作者监管的情况下,如何安全有效地开展营养治疗成为一个难题。远程诊疗系统、可穿戴电子设备和医疗网络的出现缩短了患者与医师的距离;研究结果显示,肿瘤患者接受远程指导体能锻炼安全可靠,有助于改善生活质量[31]。同时,通过网络传播简单易懂的科普文章与视频,患者可自主学习营养治疗相关知识,在减少线下患者宣教工作量的同时增强治疗参与度,有助于提高疗效与诊疗效率。我们在临床实践中建议患者通过电子设备实时记录生命体征与锻炼情况,通过医疗网络系统反馈营养治疗的实际用量与效果,并基于该系统随时向临床营养治疗团队提出反馈,帮助医师掌握患者的营养状况、进步进展与治疗效果。对于存在严重营养不良,需要尽快干预但又不便到门诊就诊的患者,可以通过远程医疗系统迅速查看实验室与影像学检查结果,根据患者个人情况联合多学科专家远程会诊,共同制定适合患者的营养治疗计划,以避免不良结局。
五、营养制剂的多样化
1.肠内营养:合适的营养制剂是营养治疗的基础。从首次使用脂肪乳剂开展肠外营养至今,临床营养制剂根据疾病类型与胃肠道功能障碍程度发展出适用于各种适应证的剂型。肠内营养和肠外营养是研发历史最长,也是临床实践中应用最广泛的营养制剂。肠内营养符合生理结构,有助于促进肠道消化吸收功能、保护黏膜屏障功能并减少肠道菌群移位,是肠道功能耐受患者的首选营养途径。其应用范围涉及炎性肠病等内科疾病,外科围手术期、重症监护到家庭营养等大部分场景。机体代谢和消化吸收异常的患者可选用特殊医学用途配方食品,调整营养素及能量摄入比例,有利于糖尿病、肝病及炎性肠病等患者在控制病情的同时改善营养状态[32]。制剂配制也从最初医院自制的流质发展为营养均衡、能量密度更高的标准化商业制剂。目前肠内营养制剂主要分为以复合营养素为主的标准制剂和以营养元素分类的半元素/元素制剂。标准制剂富含碳水化合物、脂质及蛋白质,按不同疾病对宏观营养素的需求比例补给,并富含微量元素、矿物质、维生素等多种营养素,以高效满足机体需要量。元素制剂则以部分或完全水解的营养素为主,以帮助整蛋白或碳水化合物消化障碍的患者更好地吸收,避免发生胃肠道不耐受等并发症。除剂型的改良外,肠内营养输注模式也在不断优化,如重症患者早期肠内营养已在临床实践中开展并被认为安全有效,滋润性肠内营养通过小剂量缓慢肠道内给药,在减少消化道刺激的同时预防黏膜萎缩,维护肠道功能,有助于改善患者腹部症状与预后。口服营养补充是一种可高效补充能量与营养素的经口营养制剂,适用于固体食物摄入不足或进食困难的患者,具备安全、费用低的优点,近年来广泛应用于临床实践。笔者团队近年来的研究结果也显示,消化道恶性肿瘤患者术后服用口服营养补充有助于降低骨骼肌丢失及肌少症的发生率,改善营养状态与化疗耐受性[33]。
2.肠外营养:部分患者在使用肠内营养时出现消化道不耐受或消化吸收障碍,尤其是重症患者单纯肠内营养无法满足机体需求,补充肠外营养或完全肠外营养则成为补充能量及营养素的重要途径,有助于帮助患者更快康复,降低病死率与ICU停留时间[34]。为了让机体更好地吸收,糖、脂肪乳剂及氨基酸等已分解的营养素成为肠外营养的主要内容物,其中脂肪乳剂的发展最为突出。脂肪乳剂主要分为长链脂肪乳剂、中/长链混合脂肪乳剂、结构型中/长链脂肪乳剂,以及其他混合型脂肪乳剂等剂型。早期的脂肪乳剂以大豆油为原材料,然而其中的亚油酸作为ω-6脂肪酸具有促炎作用,影响术后恢复[35];因此,以橄榄油等为原料的其他脂肪乳剂逐渐问世,并应用于临床。近年来研究结果显示,富含ω-3不饱和脂肪酸的鱼油制剂具有抗炎作用,可降低感染发生率与住院时间,已在临床广泛应用[36]。
3.免疫营养:既往临床实践中,营养治疗被视为补充支持的工具,其潜在治疗作用则被忽视。ω-3不饱和脂肪酸、精氨酸、谷氨酰胺等免疫增强型营养制剂及肠道微生物制剂的出现逐渐凸显了营养治疗在疾病治疗中的作用,相关药物和制剂层出不穷。免疫营养制剂是一种通过抵抗炎症反应,改善机体免疫功能等机制,我国肿瘤患者营养支持指南中推荐在普通营养治疗以外添加的营养制剂[37]。一项系统综述结果显示,免疫营养有助于改善肿瘤患者术后感染及吻合口瘘的发生率,并缩短营养不良患者的住院时间[38]。ESPEN在2021年发布的肿瘤患者营养治疗指南中,建议补充使用精氨酸、ω-3不饱和脂肪酸及核糖核苷酸以降低术后并发症发生率,改善营养状态[39]。
4.肠道菌群制剂:肠道菌群的动态平衡与胃肠道消化吸收功能密切相关,因此,肠道微生物制剂也成为营养治疗的研究热点。近年来的研究结果显示,癌性恶病质患者肠道微生物种类及短链脂肪酸等代谢产物的水平与非恶病质患者存在差异,并与骨骼肌丢失相关,动物模型研究结果显示,补充肠道益生菌可改善全身炎症反应,增强肌力并改善骨骼肌萎缩[40],提示微生物制剂可能是未来临床营养制剂的重要发展方向。目前肠道微生物制剂治疗营养不良的临床研究有限,指南中暂未推荐营养不良患者常规使用肠道菌群制剂,未来需要开展更多的临床研究以加深我们对营养不良与肠道菌群紊乱关系的认知。
六、多模态营养治疗的兴起
1.体能锻炼:营养不良患者多合并骨骼肌肌力下降,日常活动量减少,社交功能障碍等表现,患者生活质量受到严重影响并发展出不同程度的焦虑、抑郁等心理障碍。除了常规的营养支持外,患者还需要在营养治疗团队的指导下开展结合体能锻炼及心理治疗的多模态营养治疗。不同类型体能锻炼的改善目标不尽相同,抗阻训练有助于刺激肌细胞蛋白质合成,改善骨骼肌质量并增强肌力,有氧训练则侧重于锻炼心肺功能,改善全身躯体功能,规律的体能锻炼有助于降低术后并发症发生率、缩短住院时间,并改善出院后生活质量[41, 42]。目前已有不少研究结果支持多模态营养治疗在营养治疗中起协同作用。一项研究结果显示,营养治疗结合抗阻训练有助于改善患者的体重、体重指数与脂肪含量,而营养治疗结合抗阻及有氧训练组患者的躯体功能改善最明显,提示组合式体能锻炼结合营养治疗对患者更有益[43]。《中国加速康复外科临床实践指南(2021版)》推荐术后早期下床活动,近年来倡导的预康复治疗也推荐在术前通过有氧及抗阻训练改善肌肉质量与心肺功能,以期增强手术耐受性,降低术后并发症发生率[44, 45]。
2.心理疏导:除了通过营养治疗与体能锻炼改善躯体功能外,正确的患者教育与心理治疗也对营养治疗的成功开展起关键作用。不少癌性恶病质患者长期受疼痛、恶心呕吐等症状困扰,出现不同程度的疲劳、交流、失眠及抑郁等心理疾病,影响生活质量与预后[46]。这些症状常被原发疾病掩盖未得到治疗。同时,患者缺乏营养及体能锻炼的专业知识,离开医院及护理院后即失去正确的指导与支持鼓励,导致有效治疗缺乏;因此,患者的教育指导及心理支持也是多模态营养治疗的重要一环,应覆盖营养治疗全程和全场景。Ester等[47]的研究结果显示,结合体能锻炼及行为学教育指导的营养支持治疗有助于改善进展期肿瘤患者的生活质量与营养状态,这提示结合体能锻炼及心理治疗的多模态营养治疗是未来营养治疗的重要策略。
七、小结
临床营养理念和技术的快速发展使当今的营养治疗不再局限于补充营养,更加强调其对疾病的治疗作用。准确的营养评估,多样化的营养制剂,全程、多模态的营养治疗,以及智能化的依从性管理,可有效提升营养治疗的临床效果。如何个体化、精准化地实施营养治疗尚需进一步研究。
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